天泽智云:风云际会,智能护航蓝天

摘要

天泽智云:风云际会,智能护航蓝天

伴随着我国政府大力推进节能减排,积极开发新能源,「蓝天」的重要已经同民生、经济紧密相连。「十三五」规划更是明确了新能源和节能环保等绿色低碳产业的战略地位;其中,风力发电行业就是国家尤为重视的新能源领域,而这也正是北京天泽智云科技有限公司(以下简称「天泽智云」)所关注和努力的领域。

天泽智云是一家着眼于将人工智能技术应用在工业领域的新兴企业,背靠美国国家科学基金会(NSF)智能维护系统中心(IMS),拥有雄厚的技术背景。风电行业是天泽智云的主要服务领域之一,其部署在微软智能云上的「Wind Insight」解决方案帮助风电企业显著高了资产经济效益,推进了风电这一清洁能源的无忧运营。

「风」、「云」际会,精准掌握未来

从今年开始,国家开始试点所有风电企业上报风力发电计划。但由于风电受自然环境和设备状况不确定因素的影响极大,对于风电企业而言,很难做到精准预测。中国的风力发电多见于风能充足的平原、山区或海洋区域,一般都远离城市。而风力发电设备又属于精密复杂的大型工业设备,需专业人员操作和维护。这都意味着,一旦风力发电设备出现问题,将会产生不菲的维修成本和停机损失。而传统的近场解决方式为被动发现问题,响应慢、工期长,也会对实际发电量产生影响。

天泽智云 Wind Insight 平台则能让上述问题迎刃而解。「在 Wind Insight 平台对运行过程中多源数据进行人工智能算法建模和预测分析,实现对风电设备的性能评估、预测性诊断、机队管理以及调度和维护策略优化,从而实现风场的无忧运营。」公司研发副总裁刘宗长介绍说。

天泽智云通过 Azure IoT Hub 服务,实时收集每台风机每 30 秒产生的 100 多个状态参数。这些参数首先通过 Azure Stream Analytics 进行实时筛选和整合,然后存入 Azure SQL Database,借助 Azure 虚机服务,关系型数据被转化为 NoSQL 数据存入 Azure MySQL on PaaS 进行存储。最终,以 Web App 服务的方式请求后台算法和模型对数据进行分析预测,并将结果显示在 Web 界面上。这些后台机器学习算法模型由 Azure 虚机和 Azure Machine Learning Studio 协作实现。

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Wind Insight 借助 Azure 机器学习模型对风电设备健康和运行性能进行展现和预测

「Wind Insight 在 Azure 上的表现令我们感到非常满意。它的效率、性能和伸缩性方面都能够满足需求。」刘宗长评价道,「在某真实风场内,Wind Insight 平均每天收集并实时处理近 40 万条数据。我们在 Azure 平台上把这些数据输入机器学习模型进行预测分析,让设备健康和运行性能得以一目了然地展现,帮助风电企业在管理上可以做到更加科学和精准决策」。

利用 Azure 所提供的稳定可靠的运行环境和计算能力,Wind Insight 中的机器学习模型可以实时计算出设备在运行过程的性能损失率和故障风险,帮助企业准确决策每一台风电设备需主动维护的安排,准确、灵活地应对设备健康隐患,防止重大突发故障的出现,保障设备的无忧运行。同时,结合对设备状态和风资源的预测,企业也可以制定更优化的整体发电调度方案,可在风速较小时进行设备维护,在风速增大时进行发电。「相较传统的被动、定时的维护方案,Wind Insight 可以帮助企业有效减少高达 30% 的停机损失,每年产生上百万元的经济效益。」刘宗长说。

腾「云」而上,精益走向成功

天泽智云于 2016 年成立,是一家「年轻」的科技企业。「我们公司仅有 30 多人,是一家典型的精益创业型企业,因此非常需要一个稳定的 IT 后端。微软在云计算方面有着丰富的服务和强大的性能,是少数几家能够提供从前端到后端完整物联网解决方案的企业。通过与微软的合作,天泽智云迅速完成了解决方案的开发和部署。可以说,Azure 云平台起到了极大的推动作用。」刘宗长说。

天泽智云自 2017 年初加入了微软新创企业扶植计划(BizSpark),最初的合作始于风电行业。「微软非常专业,我们的合作进展得非常顺利,仅用了一天就打通了最重要的物联网接口。从架构开发到部署,只用了两周的时间。整体方案的落地仅也用了不到四个月的时间。」

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天泽智云团队

目前,Wind Insight 已实现在 Azure 上的完整部署。同时,天泽智云还为客户开发了一个方便查看和分析数据报告的应用客户端,通过 SaaS(软件即服务)模块化部署方式,进一步降低风电企业使用 Wind Insight 的门槛,也能让用户根据自身需求选择相应功能模块,业务模式更为灵活。「原先我们需要进驻风电现场进行方案部署,遇到问题还需派专人前往,费时费力。现在,用户有任何需求我们都可以在远程迅速开发和部署,计算资源的利用更加高效。极大地降低了新客户的进入成本。」刘宗长介绍说。

借助 Azure 云服务,天泽智云节省了 60% 以上的 IT 基础设施成本及 80% 人力成本。不仅如此,在 Azure 上进行新功能开发的周期缩短至 3 周,开发效率提升了 50% 以上;整套系统的构建周期更是缩短了 80% 以上。「最重要的是为天泽智云未来以 SaaS 方式为行业用户提供工业 AI 智能分析预测服务提供了全面的支持。」刘宗长如是说。Azure 保障了我们的方案的稳定运行,而我们的方案则确保了风电企业的无忧运营「。

今天,天泽智云将数据分析与人工智能服务用到了新能源领域,用智能为风电企业的无忧运营保驾护航。未来,借助 Azure 的优势,天泽智云还将把成功经验快速复制到更多领域,如轨道交通、装备制造等。Azure 为天泽智云方案的验证提供更加灵活的环境,可以对比不同的工业 AI 算法的计算资源占用率,验证各类并发的极端情况以及不同算法在数据量巨大状态下的表现。「这是我们的核心优势所在。」刘宗长提到,「云计算是趋势,我们选择在 Azure 上进行尝试,其实也是在布局未来。」

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